Расчет тарелки следующий:
Площадь пароподводящих отверстий – 10% от площади тарелки. В моем случае диаметр тарелки ф70, площадь тарелки 3848 кв. мм., а отверстий я сделал 12 ф6.5, общей площадью 398 мм. кв. Площадь пропилов на колпачках составляет около 100 кв. мм на колпачек, или 300 кв. мм в общей сложности. Это 75% от пароподводящих отверстий. Почему 75% – не знаю, тут мнения расходятся. Однозначного ответа я не нашел. Посмотрю за поведением колпачков на испытаниях.
Колпачки ф28, сделаны из заглушек трубы ф28. Пароподводящая трубка ф22. Высота пароподводящей трубки 17 мм. Высота и соотношение диаметров выбраны так, чтобы в зазор вертикальный и горизонтальный между трубочкой и колпачком пар проходил без затруднений, т.е. проходные площади сечений больше площади паропроводящих отверстий.
Вот ссылочка на полезный калькулятор, при помощи которого удобно играть с размерами отверстий
С высотой переливной трубочки все сложнее.
Для начала у нас есть формула расчета скорости пара ω. Она выглядит так ω = 760 * (подводимую мощность в кВт) / (площадь сечения колонны в кв. мм). Где 760 это усредненная скорость пара (м/с) через сечение в 1 кв. мм при подаваемой мощности в 1 кВт.
Если подставить мои значения (на которых я сейчас работаю на насадке), скорость пара ω = 760*2.1 кВт/3848 кв. мм = 0.41
Смотрим на график из Стабникова (ниже) на кривую номер 2. Это график КПД тарелки от скорости пара. Если нас все устраивает, то ок. Либо надо снижать/повышать нагрев колонны чтобы получить максимальный КПД тарелки.
Т.е. диаметр колонны и эффективность (КПД) тарелки определяет скорость пара в колонне. От этой скорости зависит подача мощности нагрева. И наоборот, изменение мощности влияет на КПД тарелки. Можем, например, перегонять быстрее, но с худшим разделением, или медленнее, но качественнее.
Так, скорость мы выбрали, мощность соответственно тоже. Надо рассчитать расстояние между тарелками и высоту переливной трубочки.
Есть такая формула
ω=(0,305H/(60+0,05H))-0,012xZ м/с
Где H – расстояние между тарелками, а Z – высота трубочки перелива (т.е. толщина слоя флегмы на тарелке)
Исходя из этих расчетов, и зная, что моя скорость пара ω = 0.4 м/с, я поиграл значениями H и Z и остановился на H=110 мм, а Z =13 мм.
Т.е. в мою метровую царгу войдут 9 тарелок, и они будут работать с КПД 100% на мощности 2.1 кВт
Хорошо живет на свете Винни-Пух...